單麗穎

摘 要：我廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)水源采用深井泵作為鍋爐補(bǔ)水源，設(shè)計(jì)12臺(tái)深井泵，集中分布在三家子附近，最遠(yuǎn)端約21公里；最近點(diǎn)約15公里，調(diào)度總站設(shè)在化學(xué)控制室，采取無線微波（230.1兆赫）傳輸數(shù)據(jù)及通訊聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、壓力、水泵啟停信號(hào)及控制的“三遙”系統(tǒng)設(shè)計(jì)。文章主要分析現(xiàn)存的主要問題及提出改造方案。

關(guān)鍵詞：深井；無線；在線監(jiān)控系統(tǒng)

1 概述

國電康平電廠12臺(tái)深井泵，深井泵采用PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要是（電壓、電流、功率、壓力）等，同時(shí)，通過PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，每臺(tái)深井泵通過PLC將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)傳電臺(tái)，深井泵房（終端）和化學(xué)控制室采用電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊傳輸。目前主要存在如下問題：

1.1 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性差

由于通過數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，各種無線信號(hào)的發(fā)射勢(shì)必對(duì)電臺(tái)傳輸帶來干擾，因此，其穩(wěn)定性難以保障。

無線傳輸受天氣、環(huán)境因素影響很大；據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)12臺(tái)深井泵中，有8臺(tái)交替出現(xiàn)通訊中斷現(xiàn)象，尤其是在雷雨、大風(fēng)、大雪等惡劣天氣，通訊信息經(jīng)常性中斷。進(jìn)行通訊測(cè)試10次，2次通訊良好，8次通訊故障。

1.2 維護(hù)費(fèi)用較高

我廠使用一個(gè)頻點(diǎn)，電臺(tái)傳輸?shù)囊粋€(gè)頻段一年交無線電占頻費(fèi)約為2萬元。維護(hù)費(fèi)用（通訊維護(hù)用工、備品備件、車輛使用等）每年約10萬元。

2 通訊系統(tǒng)設(shè)備改造方案

2.1 深井在線監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

深井在線監(jiān)控系統(tǒng)深井泵終端數(shù)據(jù)采集上還是使用原有的PLC（s7-200）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)通訊傳輸上我們采用GSM網(wǎng)絡(luò)（專用光纖連接，通訊優(yōu)先級(jí)一級(jí)）傳輸，實(shí)現(xiàn)無線GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸；在每臺(tái)深井泵的PLC端加裝一個(gè)無線GPRS通訊模塊，將PLC通訊端和無線GPRS通訊模塊相連，PLC采集的數(shù)據(jù)通訊無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至化學(xué)控制室主站，并通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的遠(yuǎn)程信息傳輸及控制，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟/?？刂?，如圖1：

2.2 深井在線監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控功能

2.2.1 深井泵數(shù)據(jù)采集及控制PLC（s7-200）程序升級(jí)改造。

2.2.2 化學(xué)控制室主站監(jiān)控平臺(tái)軟件升級(jí)改造：控制操作每臺(tái)深井泵的啟停；顯示各深井泵電流、電壓、功率及功率因數(shù)，壓力、流量等遙測(cè)量；顯示各深井泵運(yùn)行狀態(tài)及故障信息；具有各深井泵運(yùn)行、故障統(tǒng)計(jì)分析功能；自動(dòng)繪制各遙測(cè)量運(yùn)行記錄曲線。具有數(shù)據(jù)查詢及事故信息追憶功能。

2.2.3 深井泵變頻器控制出口壓力程序完善（具備接口功能）。

2.3 通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則及架構(gòu)

2.3.1 設(shè)計(jì)原則。（1）先進(jìn)性。采用先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)體系和基于3G的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)設(shè)備，做到配置和技術(shù)應(yīng)用的先進(jìn)；（2）實(shí)用性。智能化設(shè)備管理以實(shí)用性為原則，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)，在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、硬件軟件選型時(shí)結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)際情況，確定了合理、高性價(jià)比的建設(shè)方案；（3）開放、可擴(kuò)展性。軟件、硬件平臺(tái)均采用模塊化設(shè)計(jì)與開發(fā)，具有良好的可擴(kuò)充、擴(kuò)展能力，能夠非常方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)和更新，以適應(yīng)今后業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，并提供與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口；（4）易于管理維護(hù)。由于主干網(wǎng)和數(shù)據(jù)通訊多采用無線通訊技術(shù)和3G通訊技術(shù)，減少了復(fù)雜的人工布線，以便于管理和維護(hù)。

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。整個(gè)系統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將現(xiàn)場(chǎng)的每臺(tái)PLC連結(jié)無線通訊模塊，在通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至應(yīng)用平臺(tái)，并通過手機(jī)終端進(jìn)行預(yù)警，如圖2。

2.4 系統(tǒng)功能

設(shè)備在線檢測(cè)系統(tǒng)從功能特點(diǎn)上分為6個(gè)模塊，主要包括系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析等，如圖3。

2.4.1 系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理主要包括對(duì)用戶權(quán)限管理和數(shù)據(jù)的參數(shù)設(shè)置、報(bào)警限制設(shè)定管理等，主要是用戶權(quán)限管理（權(quán)限管理包括部門管理、人員管理和授權(quán)管理），通過權(quán)限管理，使系統(tǒng)在可靠性、安全性等方面比通用軟件有更大的提高。

2.4.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控。數(shù)據(jù)監(jiān)控是深井在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本功能，系統(tǒng)實(shí)時(shí)（10秒-30分鐘讀取一次，時(shí)間任意設(shè)置）讀取每臺(tái)PLC中的數(shù)據(jù)變化，通過數(shù)據(jù)變化反映現(xiàn)場(chǎng)的工作狀態(tài)，并通過直觀的人機(jī)界面（HMI）展現(xiàn)給操作人員及管理人員，使用戶實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行的情況。

2.4.3 遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制是深井在線監(jiān)測(cè)與控制的關(guān)鍵功能，該功能通過遠(yuǎn)程操作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的控制輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的遠(yuǎn)程啟/停，為保障遠(yuǎn)程控制的安全性，系統(tǒng)在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，需要進(jìn)行多級(jí)安全認(rèn)證，以防誤操作。

2.4.4 數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)查詢包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化查詢、歷史數(shù)據(jù)變化查詢、報(bào)警記錄查詢等，查詢條件包括：深井號(hào)、開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間等，并通過圖表的方式直觀地展現(xiàn)給用戶，如圖4。

2.4.5 統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)分析包括統(tǒng)計(jì)電機(jī)歷史的數(shù)據(jù)變化情況，分析數(shù)據(jù)變化情況是否異常，是正常的停止?fàn)顟B(tài)還是運(yùn)行狀態(tài)，并給出分析結(jié)果，如圖5。

2.4.6 數(shù)據(jù)報(bào)警。數(shù)據(jù)報(bào)警是設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的重要功能，設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、電流等數(shù)據(jù)變化情況，當(dāng)數(shù)據(jù)變化大于系統(tǒng)變化設(shè)定值（變化設(shè)定值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定）時(shí)，系統(tǒng)立即發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)警，數(shù)據(jù)報(bào)警包括兩種方式：一種是系統(tǒng)本地報(bào)警，并形成報(bào)警記錄；另一種是通過短信方式向綁定的手機(jī)用戶發(fā)出數(shù)據(jù)短信報(bào)警。

通過數(shù)據(jù)報(bào)警，使用戶及時(shí)了解異常情況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并及時(shí)解決，避免因人員不在現(xiàn)場(chǎng)或其它異常情況帶來的突發(fā)損失，為設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。